高三化学专项训练——侯氏制碱法

高三化学专项训练——侯氏制碱法

1.（05沪）我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

（1）上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。

（2）沉淀池中发生的化学反应方程式是

（3）写出上述流程中X物质的分子式。

（4）使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是。

（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加

。

（6）向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有

（a）增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出

（b）使NaHCO3更多地析出

（c）使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出的NH4Cl纯度

2. 1942年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反应的化学方程式如下：

NH3＋CO2＋H2O NH4HCO3；

NH4HCO3＋NaCl NaHCO3↓＋NH4Cl ；

2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O

（1）“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产，请写出工业合成氨的化学反应方程式；已知合成氨为放热反应，若从勒夏特列原理来分析，合成氨应选择的温度和压强是（选填字母）。

a．高温b．低温c．常温d．高压e．低压f．常压

（2）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是。

a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解

c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出

（3）某探究活动小组根据上述制碱原理，欲制备碳酸氢钠，同学们按各自设计的方案进行实验。

第一位同学：将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）。

请回答：

①写出甲中发生反应的离子方程式。

②乙装置中的试剂是。

③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是（填分离操作的名称）。

第二位同学：用图中戊装置进行实验（其它装置未画出）。

①为提高二氧化碳在此反应溶液中被吸收的程度，实验时，须先从a管通入

气体，再从b管中通入气体。

②装置c中的试剂为（选填字母）。

e．碱石灰f．浓硫酸g．无水氯化钙

（4）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法（用简要的文字和相关的化学反应方程式来描述）：。

3.（2010沪）工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：

完成下列填空：

1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式：A B

2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：

取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。

3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。

碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是。4）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：。5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：；滤液D加石灰水前先要加热，原因是。

6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）

4.（05津）根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在30～35℃，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。

四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表

0℃10℃20℃30℃40℃50℃60℃100℃NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 NH4HCO311.9 15.8 21.0 27.0 －①－－－

NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 －

NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3

①：＞35℃NH4HCO3会有分解

请回答：

（1）反应温度控制在30～35℃，是因为若高于35℃，则，若低于30℃，则；为控制此温度范围，采取的加热方法为。

（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去杂质（以化学式表示）。

（3）过滤所得的母液中含有（以化学式表示），需加入，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。

（4）测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加蒸馏水溶解，加1～2滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色（指示CO32－＋H＋＝HCO3－反应的终点），所用HCl溶液体积为V1 mL，再加1～2滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：

NaHCO3（％）＝

温度

溶解度

盐